高考物理一輪復(fù)習(xí) 知識(shí)點(diǎn)完全解析 第2課時(shí) 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用

1、第2課時(shí) 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)回顧1平拋運(yùn)動(dòng)（1）定義：將一物體水平拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。（2）性質(zhì)：加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中水平速度不變，只是豎直速度不斷增大，合速度大小、方向時(shí)刻改變。（3）研究方法：將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，分別研究兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，必要時(shí)再用運(yùn)動(dòng)合成方法進(jìn)行合成。圖4-2-1（4）規(guī)律：設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為，建立坐標(biāo)系如圖速度、位移：水平方向：，豎直方向：，合速度（秒末的速度）：，方向：合位移（秒末的位移）：方向： 運(yùn)動(dòng)時(shí)間：由得：（t由下落高度y決定）軌跡方程：（在未知時(shí)間情況下應(yīng)用方便）可獨(dú)立研

2、究豎直分運(yùn)動(dòng)：a連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)豎直位移之比為：（n=1，2，3，）b連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)豎直位移之差為：一個(gè)有用的推論：v0vtv0vyA O BD C圖4-2-2平拋物體任意時(shí)刻瞬時(shí)時(shí)速度方向的反向延長線與初速度延長線的交點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離都等于水平位移的一半。證明：設(shè)時(shí)間t內(nèi)物體的水平位移為s，豎直位移為h，則末速度的水平分量，而豎直分量， ，所以有2斜拋運(yùn)動(dòng)：（1）將物體斜向射出，在重力作用下，物體作曲線運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線，這種運(yùn)動(dòng)叫做“斜拋運(yùn)動(dòng)”。（2）性質(zhì)：加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理，可以把斜拋運(yùn)動(dòng)看成是作水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)來處理。取水平

3、方向和豎直向上的方向?yàn)閤軸和y軸，則這兩個(gè)方向的初速度分別是：v0x=v0cos，v0y=v0sin重點(diǎn)難點(diǎn)例析一、平拋物體運(yùn)動(dòng)中的速度變化圖4-2-3水平方向分速度保持vx=v0，豎直方向，加速度恒為g，速度vy=gt，從拋出點(diǎn)看，每隔t時(shí)間的速度的矢量關(guān)系如圖4-2-3所示這一矢量關(guān)系有兩個(gè)特點(diǎn)：1任意時(shí)刻v的速度水平分量均等于初速度v0；2任意相等時(shí)間間隔t內(nèi)的速度改變量均豎直向下，且【例1】物體在平拋運(yùn)動(dòng)的過程中，在相等的時(shí)間內(nèi)，下列物理量相等的是 ( )A速度的增量 B加速度C位移 D平均速度【解析】平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度g,由加速度定義，可知速度增量，所以相等

4、時(shí)間內(nèi)速度的增量和加速度是相等的位移和平均速度是矢量，平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，相等時(shí)間內(nèi)位移和平均速度的方向均在變化【答案】AB【點(diǎn)撥】任意時(shí)刻的速度，與速度變化量構(gòu)成直角三角形。沿豎直方向。平拋運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間并不均勻變化。速度隨時(shí)間是均勻變化的。l 拓展圖4-2-4用閃光照相方法研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，由于某種原因，只拍到了部分方格背景及小球的三個(gè)瞬時(shí)位置（見圖4-2-4）若已知閃光時(shí)間間隔為t=0.1s，則小球運(yùn)動(dòng)中初速度大小為多少？小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度大小多大？g取10ms2，每小格邊長均為L=5cm【解析】由于小球在水平方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，可以根據(jù)小球位置的水平位移和閃光時(shí)間算出水平速度

5、，即拋出的初速度小球在豎直方向作自由落體運(yùn)動(dòng)，由豎直位移的變化根據(jù)自由落體的公式即可算出豎直分速度因A、 B（或B、C）兩位置的水平間距和時(shí)間間隔分別為xAB=2L=2×5cm=10cm=0.1mtAB=t=0.1s所以，小球拋出的初速度為設(shè)小球運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vBy、運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vCy，B、C間豎直位移為yBC，B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為tBC根據(jù)豎直方向上自由落體運(yùn)動(dòng)的公式得 v2Cy-v2By=2gyBC，即（vBy+gtBC）2-v2By=2gyBC式中yBC=5L=0.25mtBC=t=0.1s，代入上式得B點(diǎn)的豎直與速度大小為VBY=2m/s【答案】1m/

6、s，2m/s。二、類平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律雖然是在地球表面重力場中得到的，同樣適用于月球表面和其他行星表面的平拋運(yùn)動(dòng)也適用于物體以初速度v0運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)受到垂直于初速度方向，大小、方向均不變的力F的作用情況例如帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)以及帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)等等解決此類問題要正確理解合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。4-2-5【例2】如圖4-2-5所示，有一傾角為30°的光滑斜面，斜面長L為10m，一小球從斜面頂端以10m/s的速度沿水平方向拋出，求：（1）小球沿斜面滑到底端時(shí)水平位移S；（2）小球到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小。（g取10 m/s2）解：（1）在斜面上小球沿

7、v0方向做勻速運(yùn)動(dòng)，垂直v0方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度 由得： 由、得： （2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理得： 【答案】（1）20m，（2）14.1m/s.【點(diǎn)撥】物體做類似平拋運(yùn)動(dòng)，其受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)類似于平拋運(yùn)動(dòng)，因此解決的方法可類比平拋運(yùn)動(dòng)采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解。關(guān)鍵的問題要注意：（1）滿足條件：受恒力作用且與初速度的方向垂直。（2）確定兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度方向和位移方向，分別列式求解。l 拓展在真空中速度為v6.4×107米秒的電子束連續(xù)地射入兩平行極板間，極板長度為L8.0×10-2米，間距為d5.0×10-3米。兩極板不帶電時(shí)，

8、電子束將沿兩極板之間的中線通過。在兩極板上加一50赫茲的交變電壓如果所加電壓的最大值U0超過某一值Uc時(shí)，將出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時(shí)能通過兩極板，有時(shí)間斷不能通過。求Uc的大小.【解析】（1）電子通過平行極板所有的時(shí)間t=L/v10-9秒，交變電壓的周期T10-2秒，可見：t<<T因此,電子通過平行極板時(shí),極板間的電壓從場強(qiáng)可看作是恒定不變的.電子進(jìn)入平行極板中間后,其運(yùn)動(dòng)沿水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng),沿豎直方向?yàn)閯蚣铀龠\(yùn)動(dòng).設(shè)電子束剛好不能通過平行極板的電壓為Uc,電子經(jīng)過平行極板的時(shí)間為t,所受的電場力為F,則:由以上三式,可得：代入數(shù)值,得：Uc=91伏特.(2)因?yàn)?t)通=2(t

9、)斷,所以:由此得：代入數(shù)值得：?！敬鸢浮?1伏特；105伏特。三、斜拋運(yùn)動(dòng)物體的射程和射高斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：a速度： b軌跡方程： d拋射體所能到達(dá)的最大高度為：e其到達(dá)最高點(diǎn)所需的時(shí)間：f拋射體的最大射程為：【例3】物體以速度v0拋出做斜拋運(yùn)動(dòng)，則()A，在任何相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量是相同的B可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)C，射高和射程都取決于v0的大小Dv0很大，射高和射程可能很小【解析】斜拋運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程中加速度恒為g，為勻變速運(yùn)動(dòng)，故相等時(shí)間內(nèi)速度變化一定相同；由斜拋運(yùn)動(dòng)的兩分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)知B錯(cuò)誤；射高與射程不僅取決于v0的大小還取決于拋出速度v0與水平方向的夾角

10、大小，故C錯(cuò)誤，D正確?！敬鸢浮緼D【點(diǎn)評(píng)】把握好斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，理解斜拋運(yùn)動(dòng)的兩分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，本類題目是不難分析的。l 拓展物體做斜向上拋運(yùn)動(dòng)時(shí),描述物體在豎直方向的分速度(取向上為正)隨時(shí)間變化的圖象如圖4-2-6，正確的是vyvyv0- v0- v0v0BOOtOtAOvytCvytD4-2-6【答案】A【解析】斜拋物體只受重力作用，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，其加速度不變恒為g，故B、D錯(cuò)；由于加速度的方向向下，則豎直方向最后的速度應(yīng)向下為負(fù)值，這樣C錯(cuò)，A正確.四、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)可看做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的速度和位移都是兩個(gè)分運(yùn)

11、動(dòng)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的速度和位移的矢量和解決與平拋運(yùn)動(dòng)有關(guān)的問題時(shí)，應(yīng)充分注意到二個(gè)分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性，互不相干性和等時(shí)性的特點(diǎn)，并且注意與其它知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)² 易錯(cuò)門診Ahv04-2-7【例3】如圖4-2-6所示，一高度為h=0.2m的水平面在A點(diǎn)處與一傾角為=30°的斜面連接，一小球以V0=5m/s的速度在平面上向右運(yùn)動(dòng)。求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間（平面與斜面均光滑，取g=10m/s2）?！惧e(cuò)解】小球沿斜面運(yùn)動(dòng)，則可求得落地的時(shí)間t【錯(cuò)因】小球應(yīng)在A點(diǎn)離開平面做平拋運(yùn)動(dòng)，而不是沿斜面下滑?！菊狻柯涞攸c(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離 斜面底寬因?yàn)?所以小球離開A點(diǎn)后不會(huì)落到斜面，因此落地時(shí)間

12、即為平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 【點(diǎn)悟】正確解答本題的前提是熟知平拋運(yùn)動(dòng)的條件與平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。課堂自主訓(xùn)練1在塔頂上分別以跟水平面成45°角斜向上的、水平的、跟水平線成45°角斜向下的三個(gè)方向開槍，子彈射到地面時(shí)的速度大小分別是v1、v2、v3（設(shè)三種方向射出的子彈的初速度的大小都一樣，不計(jì)空氣阻力），那么 ( D )Av1= v 3> v 2 Bv 3> v 2> v 1 Cv 1> v 2> v 3 Dv 1= v 2= v 3【解析】【答案】B2某一質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，試求下列情況下的有關(guān)物理量。（g取10m/s2）(1)若在質(zhì)點(diǎn)落地前1秒內(nèi)它的速度方

13、向與水平方向夾角由300變成600.試求：平拋的初速度；平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；平拋運(yùn)動(dòng)的高度h。（2）若質(zhì)點(diǎn)在傾角為的斜面上端以初速從A處水平拋出，落在斜面上B點(diǎn)，求質(zhì)點(diǎn)在斜面上方的飛行時(shí)間。（3）若質(zhì)點(diǎn)以速度正對(duì)傾角為的斜面水平拋出，落在斜面上時(shí)速度與斜面垂直，求飛行時(shí)間圖4-2-8v0v1v2v2yv1y600300【解析】（1）根據(jù)已知條件作出圖4-2-8所示的示意圖，假定軌跡上A、B兩點(diǎn)是落地前的1秒內(nèi)的始、終點(diǎn)，則對(duì)A點(diǎn)： 對(duì)B點(diǎn)： 由有t=0.5s，運(yùn)動(dòng)總時(shí)間：t總=t+1=1.5s，下降的高度：4-2-9乙甲（2）設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由4-2-9甲圖可得： 由有故（3）由于速度與斜面垂直

14、，從而可將速度按圖4-2-9乙水平方向和豎直方向進(jìn)行分解，由幾何關(guān)系有： 所以【答案】（1）v0=8.66m/s，t=1.5s，h=11.25m；（2）；（3）課后創(chuàng)新演練1關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列幾種說法不正確的是( C )A.平拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.平拋運(yùn)動(dòng)的落地時(shí)間與初速度大小無關(guān)C.平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移與拋出點(diǎn)的高度無關(guān)D.平拋運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間內(nèi)速度的變化相等2飛機(jī)以150m/s的水平速度勻速飛行，不計(jì)空氣阻力，在某一時(shí)刻讓A物落下，相隔1s又讓B物體落下，在以后運(yùn)動(dòng)中關(guān)于A物體與B物體的位置關(guān)系，正確的是( D )A.物A在物B的前下方B.物A在物B的后下方C.物A在物B的正下方5m處

15、D.以上說法都不正確3從一架勻速飛行的飛機(jī)上每隔相等的時(shí)間釋放一個(gè)物體，這些物體在空中的運(yùn)動(dòng)情況是(空氣的阻力不計(jì))(AD)A地面的觀察者看到這些物體在空中排列在拋物線上，它們做平拋運(yùn)動(dòng)B地面的觀察者看到這些物體在空中排列在一直線上，它們都做平拋運(yùn)動(dòng)C飛機(jī)上的觀察者看到這些物體在空中排列在拋物線上，它們都做自由落作運(yùn)動(dòng)D飛機(jī)上的觀察者看到這些物體在空中排列在一直線上，它們都做自由落體運(yùn)動(dòng)4物體以速度v0水平拋出，若不計(jì)空氣阻力，當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時(shí)( BCD )A豎直分速度等于水平分速度 B即時(shí)速度大小為C運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2v0/gD運(yùn)動(dòng)的位移為4-2-105如圖所示，物體1從高H處以

16、初速度v1平拋，同時(shí)物體2從地面上以速度v2豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，若兩物體恰能在空中相遇，則( BC )A兩物體相遇時(shí)距地面的高度為H/2B從拋出到相遇所用的時(shí)間為H/v2C兩物體拋出時(shí)的水平距離為Hv1/v2D兩物體相遇時(shí)速率一定相等6一個(gè)物體以速度v0水平拋出，落地時(shí)速度的大小為v，不計(jì)空氣的阻力，則物體在空中飛行的時(shí)間為(C)A BC D7一足球運(yùn)動(dòng)員開出角球，球的初速度是20 m/s，踢出時(shí)和水平面的夾角是37°，如果球在飛行過程中，沒有被任何一名隊(duì)員碰到，空氣阻力不計(jì)，落點(diǎn)與開出點(diǎn)之間的距離為( A )A38.4 m B19.2 m C76.8 m D153.6 m8一水

17、平放置的水管，距地面高h(yuǎn)=1.8m，管內(nèi)橫截面面積S=2.0cm2，有水從管口處以不變的速度v=2.0m/s源源不斷地沿水平方向射出，設(shè)出口處橫截面上各處水的速度都相同，并假設(shè)水流在空中不散開。取重力加速度g=10m/s,不計(jì)空氣阻力。求水流穩(wěn)定后在空中有多少立方米的水?！窘馕觥克銎綊佭\(yùn)動(dòng)，盡管我們無法求出軌跡的長度和截面積，但考慮到出水速度是恒定的，只要求出水在空中的時(shí)間，就可以求得流量。以t表示水由噴口處到落地所用的時(shí)間，有：，單位時(shí)間內(nèi)噴出的水量為，空中水的總量應(yīng)為，由以上各式得：代入數(shù)據(jù)得：【答案】2.4×10-4m3.9有一位同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，想知道水流離開噴水嘴時(shí)的初速度大小，但又沒有直接的測量工具，一時(shí)不能如愿。你能想辦法幫他間接測量出來嗎？若能，說出做法；若不能，說明理由。本次實(shí)驗(yàn)中，你的裝置中噴水嘴的噴水初速度大小大約是